《鐵及其化合物》人教版課件

1、第7講鐵及其化合物第7講鐵及其化合物一 鐵的性質(zhì)二 鐵的重要化合物教材研讀一 鐵的性質(zhì)二 鐵的重要化合物教材研讀考點一 鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化考點二 Fe2+與Fe3+的檢驗考點突破考點三 Fe(OH)2的制備方法(教師專用)考點一 鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化考點二 Fe2+與Fe一、鐵的性質(zhì)1.物理性質(zhì)鐵是銀白色金屬,熔、沸點較高,能被磁鐵吸引,具有良好的導電性、導熱性和延展性。教材研讀一、鐵的性質(zhì)教材研讀2.化學性質(zhì)2.化學性質(zhì)自測1判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)用鐵制容器可以運輸濃硝酸和濃硫酸( )(2)將一定量的鐵、銅的混合物加入100 mL 0.1 molL-1的F

2、eCl3溶液中,充分反應后,溶液中有固體剩余,則剩余的固體中一定含有銅,可能含有鐵( )(3)Fe與Cl2、Br2、I2反應均生成+3價的Fe( ) 自測1判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (7)1 mol Cl2和Fe反應生成FeCl3轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA( )(4)Fe與Cl2在點燃條件下反應,Cl2過量時生成FeCl3,Fe過量時生成FeCl2( )(5)Fe與稀HNO3反應,無論生成Fe(NO3)3、Fe(NO3)2,還是二者的混合物,被還原的HNO3總是占參與反應的HNO3的( )(6)將水蒸氣通過灼熱的鐵粉,鐵與水在高溫下反應,粉末變紅( ) (7)1 mol Cl2和Fe反應

3、生成FeCl3轉(zhuǎn)移電子數(shù)為自測2鐵元素是典型的變價金屬元素,它在化合物中主要表現(xiàn)為+2價和+3價,請歸納總結(jié):(1)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應生成+2價鐵的化合物?(2)Fe單質(zhì)通常與哪些氧化劑反應生成+3價鐵的化合物?自測2鐵元素是典型的變價金屬元素,它在化合物中主要表現(xiàn)為+答案(1)Fe Fe2+:鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(zhì)(如S、I2)、非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)和不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應,都可實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化。例如:Fe+S FeS、2H+Fe Fe2+H2、Cu2+Fe Fe2+Cu。(2)Fe Fe3+:鐵與強氧化劑(如Cl2、HNO3)在一定條件下反應可實現(xiàn)這

4、種轉(zhuǎn)化。例如:2Fe+3Cl2 2FeCl3、Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO+2H2O。答案(1)Fe Fe2+:鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(zhì)(二、鐵的重要化合物1.鐵的氧化物 氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四氧化三鐵(Fe3O4)俗名 鐵紅磁性氧化鐵色、態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體鐵元素價態(tài)+2+3+2、+3與鹽酸反應 FeO+2H+ Fe2+H2O Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O Fe3O4+8H+ 2Fe3+Fe2+4H2O二、鐵的重要化合物 氧化亞鐵(FeO)氧化鐵(Fe2O3)四 氫氧化亞鐵Fe(OH)2氫氧化鐵Fe(OH)3形態(tài)白色固體紅褐色固體與鹽

5、酸反應Fe(OH)2+2H+ Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O受熱分解 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿溶液反應:Fe2+2OH- Fe(OH)2可溶性鐵鹽與堿溶液反應:Fe3+3OH- Fe(OH)3轉(zhuǎn)化關系在空氣中,Fe(OH)2能夠迅速被氧氣氧化成Fe(OH)3,現(xiàn)象是白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,反應方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)32.鐵的氫氧化物 氫氧化亞鐵Fe(OH)2氫氧化鐵Fe(OH)3形態(tài)3.亞鐵鹽和鐵鹽(1)亞鐵鹽含有Fe2+的溶液呈淺綠色,Fe2+既有氧化性,又有還原性,Fe2+與Z

6、n、Cl2反應的離子方程式分別為Zn+Fe2+ Zn2+Fe,2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(2)鐵鹽a.氧化性:含有Fe3+的溶液呈棕黃色,Fe3+具有氧化性,Fe3+與Fe、Cu反應的離子方程式分別為2Fe3+Fe 3Fe2+,2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+。b.特性:含有Fe3+的溶液遇到KSCN溶液時變成紅色。3.亞鐵鹽和鐵鹽b.特性:含有Fe3+的溶液遇到KSCN溶液自測3判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)磁性氧化鐵溶于稀硝酸:3Fe2+4H+N 3Fe3+NO+2H2O ( )(2)因為Fe3+具有氧化性,所以可以用KSCN溶液鑒別Fe3+( )(3)因為Fe

7、3+有氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅 ( )(4)在“硫酸亞鐵銨的制備”實驗中,為了得到硫酸亞鐵銨晶體,應小火加熱蒸發(fā)皿,直到有大量晶體析出時停止加熱( )(5)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3( )(6)過量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反應后,滴入KSCN溶液,溶液呈紅色,說明稀HNO3將Fe氧化為Fe3+( ) 自測3判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(5)Fe自測4(1)除去FeCl3溶液中的Fe2+有哪些措施?(2)Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的實驗方法有哪些?(3)Fe2+與N能否大量共存?若向其中再加入少量鹽酸,情況如何?(4)如何證明Fe3O

8、4中既有+2價鐵又有+3價鐵?自測4(1)除去FeCl3溶液中的Fe2+有哪些措施?答案(1)通入氯氣或氧氣;加入氯水;加入H2O2等。(2)加入鐵粉或銅粉;加入NaI溶液;加入Na2S溶液等。(3)在中性條件下,Fe2+與N能大量共存,但在酸性條件下,N能將Fe2+氧化成Fe3+而不能大量共存。(4)取一定量Fe3O4溶于稀硫酸,形成溶液,分別取該溶液于兩支試管中,一支試管中加入KSCN溶液,溶液變紅,說明含有Fe3+,證明Fe3O4中有+3價鐵;另一支試管中加入酸性KMnO4溶液,紫紅色褪去,說明含有Fe2+,證明Fe3O4中有+2價鐵。答案(1)通入氯氣或氧氣;加入氯水;加入H2O2等。

9、考點一鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化1.“鐵三角”轉(zhuǎn)化關系考點突破考點一鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化考點突破(1)Fe Fe2+鐵與氧化性比較弱的非金屬單質(zhì)(如S、I2)、非氧化性酸(如鹽酸、稀H2SO4)、不活潑金屬的鹽溶液(如CuSO4溶液)反應。如:Fe+S FeSFe+2H+ Fe2+H2Fe+CuSO4 Cu+FeSO4(2)Fe2+ Fe3+亞鐵鹽與強氧化劑如Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸、KMnO4(H+)、H2O2等反應。如:(1)Fe Fe2+2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O3Fe2+4H+N 3Fe3+NO+2H2O(3)Fe3

10、+ Fe可通過較強還原劑實現(xiàn),如Al、CO、H2等。如:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3鐵及其化合物人教版課件(4)Fe Fe3+鐵與強氧化劑(如Cl2、HNO3)在一定條件下反應可實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化。如:2Fe+3Cl2 2FeCl3(5)Fe3+ Fe2+鐵鹽溶液與某些還原劑(如Fe、Cu、I-、S2-等)反應。如:2Fe3+S2- 2Fe2+S2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+2Fe3+Fe 3Fe2+2Fe3+2I- 2Fe2+I2(4)Fe Fe3+(6)Fe2+ Fe亞鐵化合物與比較活潑的金屬(如Al、Zn)、CO、H2、C等反應。如:FeCl2+

11、Zn ZnCl2+FeFeO+H2 Fe+H2O2.“鐵三角”的應用(1)判斷離子共存Fe2+ N(H+)、ClO-、Mn(H+)(因氧化還原反應)。(6)Fe2+ FeFe3+ S2-、I-、S、HS-(因氧化還原反應)。Fe2+、Fe3+ HC、C、Al等(因發(fā)生相互促進的水解反應)。(2)除雜(括號中為雜質(zhì))Fe2+(Fe3+):加過量鐵粉,過濾。FeCl3(FeCl2):加氯水或H2O2溶液。FeCl2(CuCl2):加過量鐵粉,過濾。Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3、SiO2):加過量強堿溶液,過濾。Cu2+(Fe3+):加CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3調(diào)節(jié)pH至

12、3.7左右。Fe3+ S2-、I-、S、HS-(因氧化還原反應)。(3)鹽溶液的保存(4)物質(zhì)制備(3)鹽溶液的保存特別提示Fe2+具有較強的還原性;Fe3+水解能力強,pH3.7時,Fe3+幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。欲除去某溶液中含有的Fe2+雜質(zhì),一般先向溶液中加入氧化劑(如H2O2),將Fe2+氧化為Fe3+,然后加堿或鹽調(diào)節(jié)pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。典例1(2018北京東城期末)常溫時,研究pH對一定濃度FeSO4的穩(wěn)定性的影響,根據(jù)下圖分析不合理的是( )典例1(2018北京東城期末)常溫時,研究pH對一定A.pH小于1時,亞鐵幾乎無損耗,可能的原因是

13、4Fe2+O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+平衡逆向移動B.pH在3.05.5之間,pH的變化對FeSO4穩(wěn)定性影響不大C.pH大于6.5時,亞鐵損耗量突變,可能的原因是生成的Fe(OH)2更易被氧化D.其他條件相同時,FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固體,FeSO4的穩(wěn)定 性減弱A.pH小于1時,亞鐵幾乎無損耗,可能的原因是4Fe2+O答案 D Fe2+易與O2反應,反應方程式為4Fe2+O2+10H2O 4Fe(OH)3+8H+,pH小于1時,c(H+)較大,反應向左進行,亞鐵幾乎無損耗,故A正確;由圖可知,pH在3.05.5之間,亞鐵的損耗量幾乎不變,說明pH在3.05

14、.5之間,pH變化對FeSO4穩(wěn)定性影響不大,故B正確;pH大于6.5時,c(H+)較小,亞鐵損耗量突變,可能原因是酸性減弱,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2從而更易被氧化,故C正確;其他條件相同時,FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固體,N水解,c(H+)增大,FeSO4的穩(wěn)定性增強或不變,故D錯誤。答案 D Fe2+易與O2反應,反應方程式為4F1-1實驗:0.005 molL-1 FeCl3溶液和0.015 molL-1 KSCN溶液各1 mL 混合得到紅色溶液a,均分溶液a置于b、c兩支試管中;向b中滴加3滴飽和FeCl3溶液,溶液顏色加深;再向上述b中溶液中滴加3滴1 molL-

15、1 NaOH溶液,溶液顏色變淺且出現(xiàn)渾濁;向c中逐漸滴加1 molL-1 KSCN溶液2 mL,溶液顏色先變深后變淺。1-1實驗:A.實驗中增大Fe3+濃度使平衡Fe3+3SCN- Fe(SCN)3正向移動B.實驗中發(fā)生反應:Fe3+3OH- Fe(OH)3C.實驗和中溶液顏色變淺的原因相同D.實驗、均可說明濃度改變對平衡移動的影響下列分析不正確的是( C ) 解析實驗中OH-消耗Fe3+,使Fe3+濃度減小,導致平衡逆向移動,溶液顏色變淺;實驗中加入KSCN溶液,引入了SCN-和水,開始時SCN-濃度增大為主要因素,平衡右移,溶液顏色加深,一段時間后,溶液體積變化為主要因素,因此溶液顏色又變

16、淺。 A.實驗中增大Fe3+濃度使平衡Fe3+3SCN- F1-2用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅,向所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應后的溶液分析合理的是( C )A.若無固體剩余,則溶液中一定有Fe3+B.若溶液中有Cu2+,則一定沒有固體析出C.若有固體存在,則溶液中一定有Fe2+D.若溶液中有Fe2+,則一定有Cu析出 1-2用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅,向所得的溶液中解析 A項,無固體剩余,說明銅全部以銅離子形式存在,加入的鐵粉沒有與Cu2+反應,全部與Fe3+反應,溶液中一定含有Fe2+,可能含有Fe3+;B項,若溶液中有Cu2+,則加入的鐵粉不足,可能只與Fe3

17、+反應,也可能與Fe3+反應后剩余的鐵粉與部分Cu2+反應生成銅,所以可能有固體析出;C項,若有固體存在,固體中一定有銅,可能有鐵,溶液中一定含有Fe2+;D項,當加入的鐵粉較少,只發(fā)生反應Fe+2Fe3+ 3Fe2+時,不會有銅析出。解析 A項,無固體剩余,說明銅全部以銅離子形式存在1-3下列說法正確的是( D )A.將稀硝酸加入過量鐵粉中,充分反應后滴加KSCN溶液,現(xiàn)象是有氣體 生成,溶液呈紅色,原因是稀硝酸將Fe氧化為Fe3+B.將銅粉加入1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中,現(xiàn)象是溶液變藍、有黑色固體 出現(xiàn),原因是金屬鐵比銅活潑C.FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷電路板制作,是因

18、為FeCl3能從含Cu2+的溶液 中置換出銅D.室溫下,能將濃硫酸盛放在鐵桶中 1-3下列說法正確的是( D ) 解析 A項,過量鐵粉與稀硝酸充分反應后,鐵最終轉(zhuǎn)化為Fe2+,滴加KSCN溶液后不出現(xiàn)紅色;B項,銅粉與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,不會有黑色固體出現(xiàn);C項,FeCl3與Cu2+不反應,制作電路板的原理為Fe3+能腐蝕銅,發(fā)生反應2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+;D項,室溫下,Fe遇濃H2SO4發(fā)生鈍化,可用鐵桶盛放濃H2SO4。解析 A項,過量鐵粉與稀硝酸充分反應后,鐵最終轉(zhuǎn)含F(xiàn)e2+的溶液呈淺綠色,含F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色。2.利用顯色反

19、應(1)考點二Fe2+與Fe3+的檢驗1.直接觀察顏色含F(xiàn)e2+的溶液呈淺綠色,含F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色?？键c二(2)(3)3.利用生成的氫氧化物沉淀的顏色3.利用生成的氫氧化物沉淀的顏色4.利用Fe3+的氧化性(1)(2)(3) (3)5.利用Fe2+的還原性(1)(2) 鐵及其化合物人教版課件典例2向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,測定混合后溶液pH隨混合前溶液中c(S)/c(Fe3+)變化的曲線如下圖所示。典例2向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,測定混合后溶下列分析合理的是( C )A.向a點溶液中滴加BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象B.b點較a點溶液pH升高的主要原因:2Fe3+

20、S+H2O 2Fe2+S+2H+實驗發(fā)現(xiàn):.a點溶液澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即產(chǎn)生灰白色沉淀,滴入KSCN溶液顯紅色;.c點和d點溶液中產(chǎn)生紅褐色沉淀,無氣體逸出。取其上層清液滴加NaOH溶液后無明顯現(xiàn)象,滴加KSCN溶液顯紅色。C.c點溶液中發(fā)生的主要反應:2Fe3+3S+6H2O 2Fe(OH)3+3H2SO3D.向d點上層清液中滴加KSCN溶液,溶液變紅;再滴加NaOH溶液,紅色加深 下列分析合理的是( C )實驗發(fā)現(xiàn):C.c點溶液中發(fā)生解析A項,向a點溶液中加入NaOH溶液后有灰白色沉淀生成,說明a點溶液中含有Fe2+,即S和Fe3+發(fā)生了氧化還原反應,S被氧化為S ,S

21、能與BaCl2反應生成白色沉淀BaSO4;B項,a點到b點pH升高,若反應生成H+,會使pH降低;C項,由中信息可知,c點溶液中含有Fe3+,且有Fe(OH)3生成,所以發(fā)生的反應為可逆反應;D項,滴加NaOH溶液,溶液中Fe(SCN)3濃度降低,紅色變淺。解析A項,向a點溶液中加入NaOH溶液后有灰白色沉2-1要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進行如下實驗操作時的最佳順序為( C )加入足量氯水加入足量KMnO4溶液加入少量NH4SCN溶液A. B.C. D. 2-1要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+,進行如解析先加入少量NH4SCN溶液,無明顯現(xiàn)象,證明原溶液中不含F(xiàn)

22、e3+;再加入足量氯水,溶液變?yōu)榧t色,則證明原溶液中含有Fe2+,否則不含F(xiàn)e2+。若溶液中含有Fe2+,第二步加入足量KMnO4溶液時,溶液顏色變化不明顯,所以不選用KMnO4溶液。解析先加入少量NH4SCN溶液,無明顯現(xiàn)象,證明原2-2下列有關物質(zhì)檢驗方法不合理的是( B )A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯紅色,該 溶液中一定含有Fe2+B.用酸性KMnO4溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有FeCl2C.檢驗綠礬晶體是否已氧化變質(zhì),可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加 KSCN溶液,再觀察溶液是否變紅D.向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3

23、+ 解析B項,Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色。 2-2下列有關物質(zhì)檢驗方法不合理的是( B )解析考點三Fe(OH)2的制備方法(教師專用)Fe(OH)2在空氣中易被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。在實驗室制取Fe(OH)2時,一定要用新制的亞鐵鹽溶液和加熱驅(qū)趕O2后的NaOH溶液,用膠頭滴管吸取NaOH溶液且將滴管末端插入亞鐵鹽溶液的液面下,再加入NaOH溶液。也可以在反應液上面滴加植物油或苯等物質(zhì)進行液封,以減少Fe(OH)2與O2的接觸。鐵及其化合物人教版課件典例3由于Fe(OH)2具有很強的還原性,易被氧化為Fe(OH)3,故在實驗室中制備Fe(OH)2,

24、并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài),成為物質(zhì)制備實驗探究的熱點。下列各圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(填序號)。典例3由于Fe(OH)2具有很強的還原性,易被氧化為Fe(答案解析因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3,即發(fā)生反應:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,因此要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出裝置中的氧氣或空氣。、原理一樣,都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡,并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護中;的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2+,陰極產(chǎn)生OH-,二者結(jié)合生成Fe(OH)2,且用汽油液封,能防止空氣進入;中加苯液封阻

25、止了空氣進入;未隔絕空氣或氧氣,因此不能較長時間看到白色沉淀。鐵及其化合物人教版1鐵及其化合物人教版1答案解析因為Fe(OH)2在空氣中很容易被方法指導成功制備Fe(OH)2的關鍵(1)溶液中不含O2,如在配制溶液時,可把蒸餾水加熱煮沸,除去溶解在水中的氧氣。(2)制備過程中,保證生成的Fe(OH)2處于密閉的隔絕氧氣的體系中,如可在溶液表面加植物油或苯以隔絕氧氣,滴加液體時,可將膠頭滴管伸入到液面以下防止氧氣進入,也可用鐵粉和稀硫酸反應產(chǎn)生的氫氣排盡裝置中的空氣。鐵及其化合物人教版1鐵及其化合物人教版1方法指導成功制備Fe(OH)2的關鍵鐵及其化合物人教版13-1用下列方法可制得白色的Fe(

26、OH)2沉淀:用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是。鐵及其化合物人教版1鐵及其化合物人教版13-1用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀:用不含F(xiàn)e答案(1)稀硫酸、鐵屑(2)加熱煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2與氧氣接觸而被氧化解析(1)FeSO4易水解、易被氧化,因此配制FeSO4溶液時需加入稀H2SO4抑制其水解,加入鐵屑防止其被氧化。(3)Fe(OH)2很容易被氧化,實驗過程中要避免其與氧氣接觸。鐵及其化合物人教版1鐵及其化合物人教版1答案(1)稀硫酸、鐵屑解析(1)FeSO4易水解、易被氧3-2根據(jù)下圖所示裝置和操作,回答下列有關問題。(1)按圖所示裝置,用兩種不同的操作分別進行實驗,觀察B試管中的現(xiàn)象。鐵及其化合物人教版1鐵及其化合物人教版13-2根據(jù)下圖所示裝置和操作,回答下列有關問題。鐵及其化操作1:先夾緊止水夾a,再使A試管內(nèi)開始反應,實驗中B試管中觀察到的現(xiàn)象是